淮南矿区松软低透煤层煤层气开发利用技术与思考

摘要

为解决淮南矿区松软低透气性突出煤层群条件下煤层构造复杂、多源瓦斯涌出、抽采流量衰减快、岩巷与钻孔成本高、低(超低)浓度煤层气利用率低等制约煤层气资源高效开发难题,通过分析煤层群条件下保护层卸压井上下立体抽采煤层气开发模式,提出较为适用的、与淮南矿区煤层群开采条件下煤与煤层气协调开发模式配套的六大关键技术,即:地面水平分段压裂井煤层气抽采技术,煤层气抽采巷道盾构快速施工技术,井下松软煤层煤层气强化抽采技术,地面采动区井卸压煤层气抽采技术,“以孔代巷”施工技术,低浓度煤层气梯级利用技术。配套关键技术应用表明:形成的碎软煤层顶板水平井分段压裂工艺及精细化排采技术,有效提高煤层气预抽产量;煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机大幅提高巷道掘进效率,实现硬岩掘进自动化、少人化;井下水力压裂加砂、超高压水力割缝实现井下大区域卸压增透;Ⅲ、Ⅳ型地面采动区井在煤层群采动卸压瓦斯治理方面可以取代顶板高抽巷,且减少其他措施工程量,减小投入成本和工期;“以孔代巷”技术显著提升了复杂顶板中高位定向钻孔成功质量;低浓度煤层气梯级利用技术大幅减少了煤层气排放量;六大关键技术保障了淮南矿区安全生产,提高了煤、煤层气产量与煤层气利用水平。最后,针对地面水平井水力压裂煤储层改造技术作业成本高、产量低、范围小与采动井存在破断风险、超低浓度煤层气梯级利用规模小等问题,提出了深部煤层气精准地质导向、超大规模高效储层体积改造、抽采效果评价技术、采动区地面井稳定持续抽采技术、井下大面积智能水力化增透技术、“一井多用”协同抽采煤层气技术、全浓度煤层气综合利用技术的发展方向。